桦褐孔菌发酵菌粉成分分析

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桦褐孔菌发酵菌粉成分分析
摘要:对桦褐孔菌(Inonotus obliquus)发酵菌粉中的各种成分进行了较全面的分析。

结果表明发酵菌粉中营养成分较丰富,其中粗蛋白、总氨基酸含量分别为25.73%和15.18%。

菌粉中不饱和脂肪酸是优势脂肪酸,以亚油酸和油酸为主,还含有丰富的甾醇、酚类物质和多种矿质元素。

用桦褐孔菌发酵菌粉提取粗多糖,得率为28.55%、多糖的分子量主要集中在2~40 kDa,单糖组成为阿拉伯
糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖,摩尔比为:1.3∶1.0∶20.4∶2.1,多糖产品中
含有酸性多糖,糖苷键主要是α型。

关键词:桦褐孔菌;发酵菌粉;化学成分;活性成分;分析
桦褐孔菌(Inonotus obliquus)隶属于非褐菌目(Aphyllophorales)、多孔菌科(Polyporaceae),在中国主要分布于黑龙江省和吉林省,该菌寄生在白桦、银桦、榆树、赤杨等活立木的树皮下或砍伐后树木的枯干上[1]。

自16世纪以来,在东欧、俄罗斯、波兰、芬兰,桦褐孔菌一直被作为民间药物使用,它具有降血糖、抗肿瘤、抗病毒与增强免疫等功效[2]。

桦褐孔菌菌核在野生环境下很难形成,并且生长极为缓慢,野生资源十分有限,有人尝试人工栽培该菌,但目前未见产业化生产[3]。

采用液体发酵培养桦褐孔菌菌丝体可实现规模化工业生产,满足日益增长的市场需求,也是目前最经济、最环保的方法。

因此,笔者对液体发酵生产的桦褐孔菌菌粉的营养成分及多糖、三萜、甾醇、总酚等活性成分进行了较为全面的分析,为该菌的开发利用提供参考。

1 材料与方法
1.1菌种
桦褐孔菌(I. obliquus)CFCC6026菌株购自中国林业微生物菌种保藏管理中心。

1.2发酵菌粉的制备
桦褐孔菌菌种于PDA培养基上28 ℃培养14 d,接入装有100 mL发酵培养基(2%葡萄糖,1%玉米粉,1.5%麸皮汁,0.3%蛋白胨,0.2% KH2PO4,0.1% MgSO4,pH 4.0)的摇瓶(500 mL)中,接种量10%,150 r/min,25 ℃培养40 h制成液体菌种。

将液体菌种接入装有800 L发酵培养基的发酵罐(1500 L)中,接种量6.25%,25 ℃,通气率2.0 vvm的条件下培养150 h,将发酵产物(菌丝体与发酵液)混和匀浆后喷雾干燥得桦褐孔
菌发酵菌粉[4]。

1.3方法
1.3.1水分、灰分、粗脂肪、粗纤维和还原糖含量的测定
菌粉中水分[5]、灰分[6]、粗脂肪[7]、粗纤维[8]的含量参照文献测定,粗蛋白含量用凯氏定氮法测定[9](2300型凯氏定氮仪,上海贝特公司);还原糖含量用3, 5-二硝基水杨酸法测定[10]。

1.3.2矿质元素含量的测定
用原子吸收分光光度仪测定菌粉中矿质元素的含量[11](PE/3030系列原子吸收分光光度计,美国PE公司;SpectrAA 220石墨炉原子吸收分光光度仪,美国Varian公司)。

1.3.3氨基酸组成分析
菌粉用6 mol/L盐酸110 ℃酸解22 h后用氨基酸自动分析仪(835-50G型,Hitachi公司)分析其氨基酸组成。

1.3.4脂肪酸组成分析
菌粉中脂肪酸按文献方法进行提取与甲酯化后用气相色谱仪(GC-14A型,日本岛津公司)分析脂肪酸组成[12]。

1.3.5甾醇、总酚和三萜含量
菌粉中甾醇类化合物的含量用HPLC的方法测定[13],总酚含量用Folin-Ciocalteu法测定[12],三萜含量用重量法测定[12]。

1.3.6多糖含量及其分子量分布、单糖组成分析
按文献[14]的方法提取菌粉粗多糖,计算粗多糖得率,并采用苯酚硫酸法测定粗多糖中总糖含量。

粗多糖样品经Savage法除蛋白、H2O2脱色处理后用0.1 mol/L硝
酸钠配成2 mg/mL的溶液,以分子量为828 Da和4.6、10、70、580、2000 kDa
的Dextran T系列葡聚糖为参照,采用高效凝胶过滤色谱法(HPGFC)测定(Waters 600高效液相色谱仪,Waters公司)多糖的分子量分布。

色谱柱:
Ultrahydrogel TM Linear 300 mm×7.8 mm×2 μm;流动相:0.1 mol/L硝酸钠;
流速:0.9 mL/min;柱温:45 ℃。

粗多糖乙酰化后用气相色谱分析单糖组成[15]。

采用红外分光光度计(Nicolet Nexus 440型,美国Nicolet仪器公司)分析多糖样品的红外吸收特性[12]。

2 结果与分析
2.1水分、灰分、粗脂肪、粗纤维和还原糖含量
菌粉中的水分、灰分和粗纤维含量分别为8.92%、10.27%和9.25%,粗蛋白,粗脂肪和还原糖含量分别为25.73%、3.18%和6.27%。

2.2矿质元素含量
菌粉中各种矿质元素含量见表1。

桦褐孔菌菌粉至少含有人体必不可缺的钾、钙、钠、镁、铁、锰、锌、铜等8种矿物质元素,其中钾的含量高于钠的含量(K/Na比值为18.7)。

一般认为,高钾低钠的膳食有利于维持机体的酸碱平衡及正常血压,对防治高血压有益[16]。

另外,桦褐孔菌菌粉中砷和铅的含量分别为0.5 μg/g和0.3 μg/g,符合国家保健(功能)食品标准[17]。

2.3氨基酸分析结果
氨基酸分析结果见表2。

菌粉中氨基酸种类丰富,含量较高,共检测到17种氨基酸,氨基酸总含量为15.18%,其中含有人体必需的7种氨基酸(色氨酸因样品处理采用酸水解未检出),7种必需氨基酸含量达4.21%,占氨基酸总量的
29.01%。

17种氨基酸中谷氨酸含量最高,脯氨酸和甘氨酸次之。

2.4脂肪酸组成分析结果
菌粉脂肪酸的组成分析结果见表3。

菌粉中饱和脂肪酸相对含量为20.50%,包括棕榈酸和硬脂酸。

不饱和脂肪酸相对含量为78.02%,包括棕榈油酸,油酸,亚油酸和亚麻酸。

其中亚油酸相对含量最高,为42.82%,其次为油酸。

2.5活性化合物的分析结果
菌粉中的总三萜、总酚、甾类化合物的含量分别为2.79%、9.59%和9.61%。

用桦褐孔菌菌粉提取粗多糖得率为28.55%,其中总糖含量为41.23%,分
子量范围为1.8~1190 kDa(分子量为828 Da和4.6、10、70、580和2000 kDa 的标准品的出峰时间分别是23.9、21.2、19.1、17.1、15.6和14.7 min),主要集中在2 kDa和40 kDa左右(图1),单糖组成为:阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖,摩尔比为:1.3∶1∶20.4∶2.1。

菌粉粗多糖的红外光谱特征图谱见图2。

图中3260 cm-1处是O-H的伸缩振动峰;1650 cm-1处是C=O 振动,推知该种多糖中可能含有-COOH,是一种酸性多糖;1150~980 cm-1
为C-O伸缩振动;830 cm-1处有较弱小吸收峰,表明该多糖中糖苷键主要是α型;760~740 cm-1是α-D-木吡喃糖的特征吸收峰[18,19]。

3 讨论
杨丹等人[20]曾对桦褐孔菌人工培养菌丝体、菌核及野生菌核进行了成分比较,发现人工培养的菌丝体营养成分高于人工菌核和野生菌核,人工培养的菌丝体和菌核的Ca、Mg、Cu、Zn和P的含量高于野生菌核。

林庚申等的研究发现桦褐孔菌发酵菌丝体中三萜类化合物高于野生菌核[3]。

本实验结果表明,桦褐孔菌发酵菌粉多糖及蛋白质含量都较高,氨基酸种类丰富。

不饱和脂肪酸是优势脂肪酸,以亚油酸和油酸为主。

此外,还含有丰富的甾类、酚类物质和多种有益矿质元素。

桦褐孔菌发酵菌粉营养成分和活性物质含量较高,开发利用前景广阔。

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Compositional Analysis of Spray-dried
Inonotus obliquus Cultures
XU Xin1, YANG Chengjian1, ZHENG Yitong1, CAO
Jianing1, YE Xinhe1, JIN Yan1,
LU Zhenming2, SHI Jingsong2, XU Zhenghong2*
1Wuxi No. 2 People s Hospital, Wuxin, Jiangsu 214002, China;
2School of Medicine and Pharmaceutics, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China
Inonotus obliquus was grown for 150 h in 1500-L fermenters containing 800 L medium (pH 4.0) consisting of 2% glucose, 1% corn powder, 1.5% wheat bran extract (15 g wheat bran was suspended in 100 mL deionized water, heated at 90 ℃for 0.5 h, centrifuged, and 10 mL supernatant diluted 1∶9 with deionized water), 0.3% peptone and 0.1% MgSO4. Compositional analysis of the spray-dried submerged cultures (culture fluid and fungal mycelium) revealed the material to contain crude protein (25.73%), amino acids (15.18%), fatty acids (78.02% unsaturated consisting mainly of linoleic and oleic acids), sterols, phenols and several mineral elements. Water extraction and ethanol precipitation yielded 28.55% polysaccharide (some of which was acidic polysaccharide), with a molecular weight distribution concentrated mainly within the 2~40 kDa range. The polysaccharide material was composed of arabinose, mannose, glucose and galactose in an overall molar ratio of 1.3∶1.0∶20.4∶2.1 and linked together mainly by α-type glycosidic bonds.
Inonotus obliquus; fermentation powder; chemical composition; bioactive components; compositional analysis。

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